JP2020021543A - 電極製造装置及び電極製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粗化面部には接触せずに電極母材を搬送する。【解決手段】導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂに粗化面部６２と電極部６３とが搬送方向Ｄに沿って交互に配置された電極母材６０を搬送する電極製造装置２００において、電極母材６０を挟み込みつつ電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する一対の第１搬送ロール１５１と、第１搬送ロール１５１よりも搬送方向Ｄの下流に位置し、電極母材６０を挟み込みつつ電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する一対の第２搬送ロール１５２とを備え、第２搬送ロール１５２が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第１搬送ロール１５１は電極部６３に接触し、第１搬送ロール１５１が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第２搬送ロール１５２は電極部６３に接触する。このため、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれも粗化面部６２には接触せずに電極母材６０を搬送する。【選択図】図３

Description

本発明の一側面は、電極製造装置及び電極製造方法に関する。

帯状の導電性シートの表面及び裏面に活物質が塗工されている電極母材を搬送することにより電極を製造する技術が知られている。例えば、特許文献１には、帯状の導電性シートの表面又は裏面に活物質が塗工されている電極母材を一対のロールで挟み込みつつ搬送することにより、活物質の厚みを均一にする装置が開示されている。

特開２０１３−５４８２６号公報

ところで、帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する場合がある。粗化面部は、例えば、電極母材から製造された電極を樹脂枠に溶着するときに、電極と樹脂枠との溶着の強度を向上させるために設けられる。しかしながら、上述のような電極製造装置は、電極母材の電極部と同様に電極母材の粗化面部も同じ圧力で挟み込みつつ搬送する。この場合、ロールで粗化面部の突起部を直接に押さえ付けることにより、粗化面部の突起部が導電性シートから脱落することがある。

そこで本発明は、粗化面部には接触せずに電極母材を搬送することができる電極製造装置及び電極製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する電極製造装置であって、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する一対の第１搬送ロールと、第１搬送ロールよりも搬送方向の下流に位置し、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する一対の第２搬送ロールとを備え、第２搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第１搬送ロールは電極部に接触し、第１搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第２搬送ロールは電極部に接触する電極製造装置である。

この構成によれば、帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する電極製造装置において、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する一対の第１搬送ロールと、第１搬送ロールよりも搬送方向の下流に位置し、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する一対の第２搬送ロールとを備え、第２搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第１搬送ロールは電極部に接触し、第１搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第２搬送ロールは電極部に接触する。このため、第１搬送ロール及び第２搬送ロールのいずれも電極部に接触しつつ、粗化面部には接触せずに電極母材を搬送することができる。

この場合、電極母材は、導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、搬送方向に直交する方向の両端部に粗化面部が配置され、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間に電極部が配置され、第１搬送ロール及び第２搬送ロールは、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部に対向せず、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間の電極部に接触することが好適である。

この構成によれば、導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、搬送方向に直交する方向の両端部に粗化面部が配置され、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間に電極部が配置されている電極母材に対し、第１搬送ロール及び第２搬送ロールは、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部に対向せず、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間の電極部に接触する。このため、ロールの搬送方向に直交する方向の幅が長く、ロールが搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部に対向している場合に、ロールが撓むことにより、ロールが粗化面部に接触することを防止することができる。

また、一対の第１搬送ロールの間隔は、第１搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持され、一対の第２搬送ロールの間隔は、第２搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持されていることが好適である。

この構成によれば、一対の第１搬送ロールの間隔は、第１搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持され、一対の第２搬送ロールの間隔は、第２搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持されているため、より確実に、第１搬送ロール及び第２搬送ロールのいずれも電極部に接触しつつ、粗化面部には接触せずに電極母材を搬送することができる。

また、本発明は、帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する電極製造方法であって、一対の第１搬送ロールにより、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する工程と、第１搬送ロールよりも搬送方向の下流に位置する一対の第２搬送ロールにより、導電性シートの表面及び裏面の側から電極母材を挟み込みつつ、電極母材を搬送方向に搬送する工程とを備え、第１搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程及び第２搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程では、第２搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第１搬送ロールは電極部に接触し、第１搬送ロールが粗化面部に接触せずに対向しているときに第２搬送ロールは電極部に接触する電極製造方法である。

この場合、電極母材は、導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、搬送方向に直交する方向の両端部に粗化面部が配置され、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間に電極部が配置され、第１搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程及び第２搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程では、第１搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程及び第２搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程では、第１搬送ロール及び第２搬送ロールは、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部に対向せず、搬送方向に直交する方向の両端部の粗化面部の間の電極部に接触することが好適である。

また、第１搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程及び第２搬送ロールにより電極母材を搬送方向に搬送する工程では、一対の第１搬送ロールの間隔は、第１搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持され、一対の第２搬送ロールの間隔は、第２搬送ロールが電極部に接触しつつ粗化面部に接触しない間隔に維持されることが好適である。

本発明の電極製造装置及び電極製造方法によれば、粗化面部には接触せずに電極母材を搬送することができる。

図１は、蓄電モジュールを備える蓄電装置の実施形態を示す概略断面図である。 図２は、図１の蓄電装置を構成する蓄電モジュールを示す概略断面図である。 図３は、実施形態に係る電極製造装置を模式的に示す側面図である。 図４は、図３の電極母材の面付近を拡大視した断面図である。 （Ａ）は図３の電極製造装置の一部を示す平面図であり、（Ｂ）は図３の電極製造装置の作用を示す側面図である。 （Ａ）は従来の電極製造装置の一部を示す平面図であり、（Ｂ）は従来の電極製造装置の搬送ローラが正極及び負極に接触している状態を示す側面図であり、（Ｃ）は従来の電極製造装置の搬送ローラが電極板の面に接触している状態を示す側面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向であり、Ｚ軸方向が鉛直方向である。

図１を参照して、蓄電装置の実施形態について説明する。図１に示される蓄電装置１０は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、及び電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１０は、複数（本実施形態では３つ）の蓄電モジュール１２を備えるが、単一の蓄電モジュール１２を備えてもよい。蓄電モジュール１２は、例えばバイポーラ電池である。蓄電モジュール１２は、例えばニッケル水素二次電池、及びリチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、電気二重層キャパシタであってもよい。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

複数の蓄電モジュール１２は、例えば金属板等の導電板１４を介して積層され得る。積層方向から見て、蓄電モジュール１２及び導電板１４は例えば矩形形状を有する。各蓄電モジュール１２の詳細については後述する。導電板１４は、蓄電モジュール１２の積層方向（Ｚ軸方向）において両端に位置する蓄電モジュール１２の外側にもそれぞれ配置される。導電板１４は、隣り合う蓄電モジュール１２と電気的に接続される。これにより、複数の蓄電モジュール１２が積層方向に直列に接続される。積層方向において、一端に位置する導電板１４には正極端子２４が接続されており、他端に位置する導電板１４には負極端子２６が接続されている。正極端子２４は、正極端子２４が接続される導電板１４と一体であってもよい。負極端子２６は、負極端子２６が接続される導電板１４と一体であってもよい。正極端子２４及び負極端子２６は、積層方向に交差する方向（Ｘ軸方向）に延在している。これらの正極端子２４及び負極端子２６により、蓄電装置１０の充放電を実施できる。

導電板１４は、蓄電モジュール１２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板１４の内部に設けられた複数の空隙１４ａを空気等の冷媒が通過することにより、蓄電モジュール１２からの熱を効率的に外部に放出できる。各空隙１４ａは例えば積層方向に交差する方向（Ｙ軸方向）に延在する。積層方向から見て、導電板１４の面積は、蓄電モジュール１２の面積よりも小さいが、蓄電モジュール１２の面積と同じかそれより大きくてもよい。また、積層方向から見て、導電板１４は蓄電モジュール１２を覆っていてもよい。

蓄電装置１０は、交互に積層された蓄電モジュール１２及び導電板１４を積層方向に拘束する拘束部材１６を備え得る。拘束部材１６は、一対の拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ同士を連結する連結部材（ボルト１８及びナット２０）と、を備える。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂと導電板１４との間には、例えば樹脂フィルム等の絶縁フィルム２２が配置される。各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは、例えば鉄等の金属によって構成されている。積層方向から見て、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂ及び絶縁フィルム２２は例えば矩形形状を有する。積層方向から見て、絶縁フィルム２２の面積は導電板１４の面積よりも大きく、絶縁フィルム２２は導電板１４を覆っていてもよい。また、積層方向から見て、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂの面積は、蓄電モジュール１２の面積よりも大きく、各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂは蓄電モジュール１２を覆っていてもよい。積層方向から見て、拘束プレート１６Ａの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ１が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。同様に、積層方向から見て、拘束プレート１６Ｂの縁部には、ボルト１８の軸部を挿通させる挿通孔Ｈ２が蓄電モジュール１２よりも外側となる位置に設けられている。積層方向から見て各拘束プレート１６Ａ，１６Ｂが矩形形状を有している場合、挿通孔Ｈ１及び挿通孔Ｈ２は、拘束プレート１６Ａ，１６Ｂの角部に位置する。

一方の拘束プレート１６Ａは、負極端子２６に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられ、他方の拘束プレート１６Ｂは、正極端子２４に接続された導電板１４に絶縁フィルム２２を介して突き当てられている。ボルト１８は、例えば一方の拘束プレート１６Ａから他方の拘束プレート１６Ｂに向かって挿通孔Ｈ１及び挿通孔Ｈ２に通される。他方の拘束プレート１６Ｂから突出するボルト１８の先端には、ナット２０が螺合されている。これにより、絶縁フィルム２２、導電板１４及び蓄電モジュール１２が挟持されてユニット化されると共に、積層方向に拘束荷重が付加される。

図２を参照して、蓄電装置を構成する蓄電モジュールについて説明する。図２に示される蓄電モジュール１２は、複数のバイポーラ電極３２が積層された積層体３０を備える。バイポーラ電極３２の積層方向から見て、積層体３０は、例えば矩形形状を有する。隣り合うバイポーラ電極３２間にはセパレータ４０が配置され得る。

各バイポーラ電極３２は、電極板３４と、電極板３４の面３４ｃに設けられた正極３６と、電極板３４の面３４ｄに設けられた負極３８とを含む。積層体３０において、一のバイポーラ電極３２の正極３６は、セパレータ４０を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極３２の負極３８と対向し、一のバイポーラ電極３２の負極３８は、セパレータ４０を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。

積層方向において、積層体３０の上端には、積層体３０の内側に対向した面３４ｄに負極３８が配置された電極板３４が配置される。この電極板３４は負極側終端電極に相当する。積層方向において、積層体３０の下端には、積層体３０の内側に対向した面３４ｃに正極３６が配置された電極板３４が配置される。この電極板３４は正極側終端電極に相当する。負極側終端電極の負極３８は、セパレータ４０を介して最上層のバイポーラ電極３２の正極３６と対向している。正極側終端電極の正極３６は、セパレータ４０を介して最下層のバイポーラ電極３２の負極３８と対向している。これら終端電極の電極板３４はそれぞれ隣り合う導電板１４（図１参照）に接続される。

蓄電モジュール１２は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在し、積層体３０を収容する筒状の樹脂部５０を備える。樹脂部５０は、複数の電極板３４の周縁部３４ａを保持する。樹脂部５０は、積層体３０を取り囲むように構成されている。樹脂部５０は、バイポーラ電極３２の積層方向から見て例えば矩形形状を有している。すなわち、樹脂部５０は例えば矩形枠状である。

樹脂部５０は、電極板３４の周縁部３４ａを保持する第１シール部５２と、積層方向に交差する方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）において第１シール部５２の外側に設けられた第２シール部５４とを有する。

樹脂部５０の内壁を構成する第１シール部５２は、複数のバイポーラ電極３２（すなわち積層体３０）における電極板３４の周縁部３４ａの全周にわたって設けられている。第１シール部５２は、電極板３４の周縁部３４ａに例えば溶着されており、その周縁部３４ａを封止する。すなわち、第１シール部５２は、電極板３４の周縁部３４ａに接合されている。各バイポーラ電極３２の電極板３４の周縁部３４ａは、第１シール部５２に保持されている。積層体３０の両端に配置された電極板３４の周縁部３４ａも、第１シール部５２に保持されている。これにより、積層方向に隣り合う電極板３４，３４間には、当該電極板３４，３４と第１シール部５２とによって液密に仕切られた内部空間が形成されている。当該内部空間には、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。

樹脂部５０の外壁を構成する第２シール部５４は、バイポーラ電極３２の積層方向に延在する第１シール部５２の外周面５２ａを覆っている。第２シール部５４の内周面５４ａは、第１シール部５２の外周面５２ａに例えば溶着されており、その外周面５２ａをシールする。すなわち、第２シール部５４は、第１シール部５２の外周面５２ａに接合されている。第１シール部５２に対する第２シール部５４の溶着面（接合面）は、例えば４つの矩形平面をなす。

電極板３４は、例えばニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板３４の周縁部３４ａは、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。未塗工領域では、電極板３４が露出している。その未塗工領域が、樹脂部５０の内壁を構成する第１シール部５２に保持されている。正極３６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極３８を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。積層方向から見て、電極板３４の面３４ｄにおける負極３８の形成領域は、電極板３４の面３４ｃにおける正極３６の形成領域に対して一回り大きくてもよい。

セパレータ４０は、例えばシート状に形成されている。セパレータ４０は、例えば矩形形状を有する。セパレータ４０を形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。また、セパレータ４０は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されてもよい。

樹脂部５０（第１シール部５２及び第２シール部５４）は、例えば絶縁性の樹脂を用いた射出成形によって矩形の筒状に形成されている。樹脂部５０を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等が挙げられる。

次に、図３、図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、蓄電モジュール１２のバイポーラ電極３２の電極製造装置について説明する。図３に示される電極製造装置２００は、バイポーラ電極３２の製造装置である。電極製造装置２００は、帯状の導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂに、突起部が突出した粗化面部６２と、突起部よりも高く突出した電極部６３とが搬送方向Ｄに沿って交互に配置された電極母材６０を搬送し、帯状の長尺な電極母材６０を切断することにより、バイポーラ電極３２を製造する。

電極母材６０は、バイポーラ電極３２のもととなる電極材料であり、帯状の長尺な導電性シート６１と、導電性シート６１に設けられた複数の活物質層（正極３６及び負極３８）と、を有する。導電性シート６１は、電極板３４のもととなる部材であり、表面６１ａと、表面６１ａとは反対側の裏面６１ｂと、を有する。複数の活物質層は、導電性シート６１の長手方向、つまり搬送方向Ｄに沿って間欠的に配列されている。複数の活物質層は、複数の正極活物質層（正極３６）と、複数の負極活物質層（負極３８）と、を含む。

複数の正極３６は、導電性シート６１の表面６１ａにおいて、搬送方向Ｄに沿って所定のピッチで間欠的に配列されている。複数の負極３８は、導電性シート６１の裏面６１ｂにおいて、長手方向に沿って所定のピッチで間欠的に配列されている。導電性シート６１の厚み方向から視て、正極３６と負極３８とは導電性シート６１を介して互いに重なるように、正極３６及び負極３８は配置されている。導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂにおいて、搬送方向Ｄに沿って間欠的に配列された正極３６及び負極３８の部位が電極部６３である。また、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂにおいて、搬送方向Ｄに沿って間欠的に配列された正極３６及び負極３８の間の部位が粗化面部６２である。導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂにおいて、電極部６３の搬送方向Ｄの範囲の長さは、粗化面部６２の搬送方向Ｄの範囲の長さ以上である。

正極３６及び負極３８は、導電性シート６１の厚み方向から視て、例えば矩形形状を有する。搬送方向Ｄに互いに隣り合う２つの正極３６の間には、導電性シート６１の表面６１ａが露出している粗化面部６２が設けられている。図４に示されるように、表面６１ａの粗化面部６２では、突起部６１ｐが突出している。粗化面部６２には、例えば、電解メッキ処理により、導電性シート６１の表面６１ａに複数の突起部６１ｐが形成されている。電極部６３にも突起部６１ｐが形成されているが、正極３６を形成する正極活物質により突起部６１ｐは露出せずに被覆されている。このため、電極部６３は、表面６１ａにおいて突起部６１ｐよりも高く突出している。表面６１ａと同様に、搬送方向Ｄに互いに隣り合う２つの負極３８の間には、導電性シート６１の裏面６１ｂが露出している粗化面部６２が設けられている。

図５（Ａ）に示されるように、電極母材６０は、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂに、導電性シート６１の短手方向、つまり搬送方向Ｄに直交する方向の両端部に粗化面部６２が配置され、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間に電極部６３が配置されている。本実施形態では、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３は、搬送方向Ｄに直交する方向に分割された複数の領域である。搬送方向Ｄに直交する方向に互いに隣接する電極部６３の領域の間には、粗化面部６２と同様に導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂが露出し、突起部６１ｐが突出している。なお、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３は分割されておらず、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂが露出していなくともよい。

図３に示されるように、電極製造装置２００は、電極母材搬送装置１００、切断装置１２０、電極搬送装置１３０及びコントローラ１６０を備える。電極母材搬送装置１００は、電極母材６０を供給するとともに、搬送方向Ｄに電極母材６０を搬送する。供給機構１１０は、供給ロール１１１、アキューム機構１１３、ロール１１４，１１５，１１６，１１７、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２を備える。

供給ロール１１１は、回転により電極母材６０を連続的又は間欠的に繰り出す。ロール１１４〜１１７は、フリーロールである。電極母材６０は、ロール１１４〜１１７に順に架け渡されている。つまり、ロール１１４〜１１７は、電極母材６０の搬送経路を規定する。ロール１１６は、不図示の駆動機構により上下に移動可能に構成されている。ロール１１６は、ダンサーロールとも称される。

ロール１１５〜１１７によって、アキューム機構１１３が構成される。アキューム機構１１３は、電極母材６０を間欠的に搬出する機構である。アキューム機構１１３は、供給ロール１１１から連続的に電極母材６０が繰り出されている状態において、ロール１１６を上下に移動させることにより、ロール１１５からロール１１７に至る搬送経路の経路長を変更する。ロール１１６は、例えば、電極母材６０の張力に応じて上下に移動される。これにより、電極母材６０は、電極母材６０の張力を維持しつつ、ロール１１７から間欠的に搬出される。なお、供給ロール１１１がブレーキ機構を有してもよく、ブレーキ機構が電極母材６０を引っ張ることで電極母材６０に張力が付与されてもよい。また、本実施形態では、ロール１１７から第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の間では、電極母材６０は、表面６１ａが上方を向くように搬送される。

一対の第１搬送ロール１５１は、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する。一対の第２搬送ロール１５２は、第１搬送ロール１５１よりも搬送方向Ｄの下流に位置し、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する。第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２は、ロール１１４〜１１７のようなフリーロールではなく、不図示の動力源により回転駆動される。第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の回転は、コントローラ１６０により制御される。第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の外周面は、例えば、ゴムにより覆われている。

図５（Ｂ）に示されるように、第２搬送ロール１５２が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第１搬送ロール１５１は電極部６３に接触する。また、図３に示されるように、第１搬送ロール１５１が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第２搬送ロール１５２は電極部６３に接触する。なお、電極母材６０の搬送に伴い、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれもが電極部６３に接触している状態となってもよい。

例えば、電極母材６０の表面６１ａ及び裏面６１ｂのいずれかにおける搬送方向Ｄに粗化面部６２を挟んで互いに隣接する電極部６３のそれぞれに対して、第１搬送ロール１５１の電極母材６０との接触位置と第２搬送ロール１５２の電極母材６０との接触位置との間隔は、搬送方向Ｄの下流側の電極部６３の後縁部と搬送方向Ｄの上流側の電極部６３の前縁部との間隔以下であり、搬送方向Ｄの下流側の電極部６３の前縁部と搬送方向Ｄの上流側の電極部６３の後縁部との間隔以上である。なお、製造される電極母材６０の規格の変更に対応するために、電極母材６０の表面６１ａ及び裏面６１ｂのいずれかにおける第１搬送ロール１５１と第２搬送ロール１５２との間隔は適宜変更可能でもよい。

図５（Ａ）に示されるように、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２は、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２に対向せず、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３に接触する。つまり、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の搬送方向Ｄに直交する方向の幅は、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３の幅以下である。なお、製造される電極母材６０の規格の変更に対応するために、搬送方向Ｄに直交する方向の幅が異なる第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２が適宜備えられ、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の動力源の回転軸にそれぞれ着脱自在でもよい。

図３及び図５（Ｂ）に示されるように、一対の第１搬送ロール１５１の間隔は、第１搬送ロール１５１が電極母材６０の電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持される。また、一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔は、第２搬送ロール１５２が電極母材６０の電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持されている。つまり、一対の第１搬送ロール１５１のそれぞれの間隔及び一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔は、定寸管理がなされている。

なお、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２が電極部６３に接触しつつ粗化面部６２には接触しない範囲の任意の間隔が設定されてもよい。一対の第１搬送ロール１５１のそれぞれの間隔及び一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔が当該任意の間隔より大きいときには、一対の第１搬送ロール１５１及び一対の第２搬送ロール１５２は所定の圧力で電極母材６０を挟み込む定圧管理がなされてもよい。一対の第１搬送ロール１５１のそれぞれの間隔及び一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔が当該任意の間隔以下であるときには、一対の第１搬送ロール１５１のそれぞれの間隔及び一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔が当該任意の間隔以下にならないように定寸管理がなされてもよい。

また、製造される電極母材６０の規格の変更に対応するために、一対の第１搬送ロール１５１のそれぞれの間隔及び一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔は適宜変更可能でもよい。また、直径が異なる第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２が複数備えられ、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２の動力源の回転軸にそれぞれ着脱自在でもよい。

切断装置１２０は、搬送方向Ｄに直交する方向に電極母材６０の粗化面部６２を切断することにより、個片化されたバイポーラ電極３２を形成する。切断装置１２０は、下刃１２１と、上刃１２２と、駆動装置１２３とを備える。下刃１２１は、固定刃であり、電極母材６０の下側に配置されている。上刃１２２は、可動刃であり、駆動装置１２３によって上下に移動可能に構成されている。下刃１２１と上刃１２２とは、搬送方向Ｄに直交する方向に延在している。

上刃１２２は、下刃１２１に対して所定の角度で傾斜していてもよい。つまり、上刃１２２は、上刃１２２の幅方向の一端から他端に向けて順に下刃１２１に接触するように傾斜している。この傾斜角は、シャー角とも称される。下刃１２１と上刃１２２との間に電極母材６０の粗化面部６２を挟み込むことで、電極母材６０を粗化面部６２で切断する。下刃１２１及び上刃１２２は、せん断力を利用して切断を行うので、シャー刃とも称される。駆動装置１２３は、例えば、ソレノイド、及びシリンダといったアクチュエータである。駆動装置１２３は、コントローラ１６０からの制御信号によって上刃１２２を上下に移動させる。

電極搬送装置１３０は、個片化されたバイポーラ電極３２を搬送する。電極搬送装置１３０は、例えば、ベルトコンベアである。電極搬送装置１３０は、バイポーラ電極３２を受け取って、バイポーラ電極３２を次工程に搬送する。

コントローラ１６０は、電極製造装置２００の動作を制御する。コントローラ１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリと、入出力インターフェースと、を備えるコンピュータである。ＲＯＭには、各種プログラム及びデータが格納されている。コントローラ１６０は、切断装置１２０に電極母材６０を切断させるタイミングを制御する。また、コントローラ１６０は、電極母材搬送装置１００による電極母材６０の搬送の速度を制御する。

次に、本実施形態の電極製造方法について説明する。図３に示されるように、一対の第１搬送ロール１５１により、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程が行われる。電極母材６０の搬送に伴い、図５（Ｂ）に示されるように、第１搬送ロール１５１よりも搬送方向Ｄの下流に位置する一対の第２搬送ロール１５２により、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程が行われる。

第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄ搬送する工程では、図５（Ｂ）に示されるように、第２搬送ロール１５２が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに、第１搬送ロール１５１は電極部６３に接触する。つまり、この工程では、第２搬送ロール１５２は粗化面部６２に接触せずに空転するが、電極部６３に接触した第１搬送ロール１５１により電極母材６０の搬送が行われる。一方、図３に示されるように、第１搬送ロール１５１が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに、第２搬送ロール１５２は電極部６３に接触する。つまり、この工程では、第１搬送ロール１５１は粗化面部６２に接触せずに空転するが、電極部６３に接触した第２搬送ロール１５２により電極母材６０の搬送が行われる。

電極母材６０の搬送に伴い、第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程が交互に行われる。なお、第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程では、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれもが電極部６３に接触する時間帯があってもよい。つまり、第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程が行われる時間帯は重複していてもよい。

図５（Ａ）に示されるように、第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程では、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２は、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２に対向せず、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３に接触する。

図５（Ａ）に示されるように、第１搬送ロール１５１により電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する工程及び第２搬送ロール１５２により電極母材６０を搬送方向Ｄ搬送する工程では、一対の第１搬送ロール１５１の間隔は、第１搬送ロールが電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持される。また、一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔は、第２搬送ロール１５２が電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持される。

電極母材搬送装置１００により搬送された電極母材６０は、切断装置１２０により切断され、バイポーラ電極３２が製造される。製造されたバイポーラ電極３２は、電極搬送装置１３０により搬送される。

本実施形態では、帯状の導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂに、突起部６１ｐが突出した粗化面部６２と、突起部６１ｐよりも高く突出した電極部６３とが搬送方向Ｄに沿って交互に配置された電極母材６０を搬送することによりバイポーラ電極３２を製造する電極製造装置２００において、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する一対の第１搬送ロール１５１と、第１搬送ロール１５１よりも搬送方向Ｄの下流に位置し、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの側から電極母材６０を挟み込みつつ、電極母材６０を搬送方向Ｄに搬送する一対の第２搬送ロール１５２とを備え、第２搬送ロール１５２が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第１搬送ロール１５１は電極部６３に接触し、第１搬送ロール１５１が粗化面部６２に接触せずに対向しているときに第２搬送ロール１５２は電極部６３に接触する。このため、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれも電極部６３に接触しつつ、粗化面部６２には接触せずに電極母材６０を搬送することができる。

つまり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような従来の電極製造装置では、一対の搬送ロール１５０を備えている。搬送ロール１５０は、電極母材６０を同じ圧力で挟み込むように定圧管理がされている。このため、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示されるように、搬送ロール１５０は、電極母材６０の電極部６３と同様に電極母材６０の粗化面部６２も同じ圧力で挟み込みつつ搬送する。図６（Ｃ）に示されるように、搬送ロール１５０が粗化面部６２に接触したときには、搬送ロール１５０で粗化面部６２の突起部６１ｐを直接に押さえ付けることにより、粗化面部６２の突起部６１ｐが導電性シート６１から脱落することがある。一方、本実施形態の電極製造装置２００及び電極母材搬送装置１００では、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれも電極部６３に接触しつつ、粗化面部６２には接触せずに電極母材６０を搬送するため、粗化面部６２の突起部６１ｐが導電性シート６１から脱落することを低減できる。

また、本実施形態では、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの少なくともいずれかに、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部に粗化面部６２が配置され、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間に電極部６３が配置されている電極母材６０に対し、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２は、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２に対向せず、搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２の間の電極部６３に接触する。このため、図６（Ａ）に示す従来の電極製造装置のように、搬送ロール１５０の搬送方向Ｄに直交する方向の幅が長く、搬送ロール１５０が搬送方向Ｄに直交する方向の両端部の粗化面部６２に対向している場合に、搬送ロール１５０が撓むことにより、搬送ロール１５０が粗化面部６２に接触することを防止することができる。

また、本実施形態では、一対の第１搬送ロール１５１の間隔は、第１搬送ロール１５１が電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持され、一対の第２搬送ロール１５２のそれぞれの間隔は、第２搬送ロール１５２が電極部６３に接触しつつ粗化面部６２に接触しない間隔に維持されているため、より確実に、第１搬送ロール１５１及び第２搬送ロール１５２のいずれも電極部６３に接触しつつ、粗化面部６２には接触せずに電極母材６０を搬送することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂに粗化面部６２と電極部６３とが搬送方向Ｄに沿って交互に配置されたバイポーラ電極３２の電極母材６０が搬送される態様について中心に説明した。しかし、例えば、帯状の導電性シート６１の表面６１ａ及び裏面６１ｂの少なくともいずれかに、突起部６１ｐが突出した粗化面部６２と、突起部６１ｐよりも高く突出した電極部６３とが搬送方向Ｄに沿って交互に配置された電極母材６０を搬送することにより電極が製造されてもよい。

１０…蓄電装置、１２…蓄電モジュール、１４…導電板、１４ａ…空隙、１６…拘束部材、１６Ａ，１６Ｂ…拘束プレート、１８…ボルト、２０…ナット、２２…絶縁フィルム、２４…正極端子、２６…負極端子、３０…積層体、３２…バイポーラ電極、３４…電極板、３４ａ…周縁部、３４ｃ…面、３４ｄ…面、３６…正極、３８…負極、４０…セパレータ、５０…樹脂部、５２…第１シール部、５２ａ…外周面、５４…第２シール部、５４ａ…内周面、６０…電極母材、６１…導電性シート、６１ａ…表面、６１ｂ…裏面、６１ｐ…突起部、６２…粗化面部、６３…電極部、１００…電極母材搬送装置、１１１…供給ロール、１１３…アキューム機構、１１４，１１５，１１６，１１７…ロール、１２０…切断装置、１２１…下刃、１２２…上刃、１２３…駆動装置、１３０…電極搬送装置、１５０…搬送ロール、１５１…第１搬送ロール、１５２…第２搬送ロール、１６０…コントローラ、２００…電極製造装置、Ｈ１，Ｈ２…挿通孔、Ｄ…搬送方向。

Claims (6)

1. 帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、前記突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する電極製造装置であって、
   前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の側から前記電極母材を挟み込みつつ、前記電極母材を前記搬送方向に搬送する一対の第１搬送ロールと、
   前記第１搬送ロールよりも前記搬送方向の下流に位置し、前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の側から前記電極母材を挟み込みつつ、前記電極母材を前記搬送方向に搬送する一対の第２搬送ロールと、
   を備え、
   前記第２搬送ロールが前記粗化面部に接触せずに対向しているときに前記第１搬送ロールは前記電極部に接触し、前記第１搬送ロールが前記粗化面部に接触せずに対向しているときに前記第２搬送ロールは前記電極部に接触する、電極製造装置。
2. 前記電極母材は、前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の少なくともいずれかに、前記搬送方向に直交する方向の両端部に前記粗化面部が配置され、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部の間に前記電極部が配置され、
   前記第１搬送ロール及び前記第２搬送ロールは、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部に対向せず、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部の間の前記電極部に接触する、請求項１に記載の電極製造装置。
3. 一対の前記第１搬送ロールの間隔は、前記第１搬送ロールが前記電極部に接触しつつ前記粗化面部に接触しない間隔に維持され、
   一対の前記第２搬送ロールの間隔は、前記第２搬送ロールが前記電極部に接触しつつ前記粗化面部に接触しない間隔に維持されている、請求項１又は２に記載の電極製造装置。
4. 帯状の導電性シートの表面及び裏面の少なくともいずれかに、突起部が突出した粗化面部と、前記突起部よりも高く突出した電極部とが搬送方向に沿って交互に配置された電極母材を搬送することにより電極を製造する電極製造方法であって、
   一対の第１搬送ロールにより、前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の側から前記電極母材を挟み込みつつ、前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程と、
   前記第１搬送ロールよりも前記搬送方向の下流に位置する一対の第２搬送ロールにより、前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の側から前記電極母材を挟み込みつつ、前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程と、
   を備え、
   前記第１搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程及び前記第２搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程では、前記第２搬送ロールが前記粗化面部に接触せずに対向しているときに前記第１搬送ロールは前記電極部に接触し、前記第１搬送ロールが前記粗化面部に接触せずに対向しているときに前記第２搬送ロールは前記電極部に接触する、電極製造方法。
5. 前記電極母材は、前記導電性シートの前記表面及び前記裏面の少なくともいずれかに、前記搬送方向に直交する方向の両端部に前記粗化面部が配置され、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部の間に前記電極部が配置され、
   前記第１搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程及び前記第２搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程では、前記第１搬送ロール及び前記第２搬送ロールは、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部に対向せず、前記搬送方向に直交する方向の両端部の前記粗化面部の間の前記電極部に接触する、請求項４に記載の電極製造方法。
6. 前記第１搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程及び前記第２搬送ロールにより前記電極母材を前記搬送方向に搬送する工程では、
   一対の前記第１搬送ロールの間隔は、前記第１搬送ロールが前記電極部に接触しつつ前記粗化面部に接触しない間隔に維持され、
   一対の前記第２搬送ロールの間隔は、前記第２搬送ロールが前記電極部に接触しつつ前記粗化面部に接触しない間隔に維持される、請求項４又は５に記載の電極製造方法。

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